Когда тараканы были большими

Помните ли вы гигантского комара, сотворенного Александром Приваловым в повести Стругацких «Понедельник начинается в субботу»? Как показывают проведенные под руководством Александра Кайзера из Среднезападного университета в Глендэйле (Аризона, США) исследования, такие твари вполне могли бы нас беспокоить, если в нашей атмосфере увеличить долю кислорода.

Кайзеру с коллегами, судя по всему, удалось понять, почему приблизительно 300 млн лет назад, в конце палеозойской эры, в каменноугольном периоде, насекомые достигли гигантских размеров.

Работа «Отсутствие гигантов сегодня: трахеальная доставка кислорода в конечности ограничивает размеры жуков» опубликована в сборнике «Comparative Physiology 2006: Integrating Diversity».

Ученые связали факт наличия гигантских насекомых в тот период (например, стрекоз с размахом крыльев 70 см) с тем, что содержание кислорода в воздухе во время предпоследнего периода палеозойской эры – карбона – составляло целых 35% против 21% сейчас.

Группа Кайзера решила проверить свою догадку на живом материале – на жуках.

Хотя жуков в палеозое еще не было, дыхательная система у них устроена так же, как у летавших тогда стрекоз. Дыхательные органы насекомых – сложная система ветвящихся воздухоносных трубок – трахей, заканчивающихся тончайшими капиллярами – трахеолами. Воздух поступает в трахейную систему через дыхальца по бокам тела и непосредственно достигает тканей и клеток тела.

Кайзер использовал жуков, потому что, во-первых, их легче изучать в лаборатории, а во-вторых, они более разнообразны по размерам. Группа Кайзера изучала рентгеновскими методами систему трахей жуков размером от 3 мм (Tribolium castaneum) до 3,5 см (Eleodes obscura).

Размеры трахеальной системы с увеличением размера насекомого растут. Но, как выяснили исследователи, не пропорционально, а на 20% быстрее.

При этом в теле насекомого есть несколько «узких» мест – в тех точках, где лапки сходятся с телом. Оказывается, при росте размеров наступает момент, когда трахеальная система нужного размера просто не может поместиться в данной точке. Высчитанный таким способом группой Кайзера максимальный теоретический размер жука оказался равен 15 см. Это соответствует размерам самого крупного из известных жуков: Titanus giganteus из Южной Америки вырастает до 15–17 см.

В палеозойскую же эру при тех же самых пропорциях тела насекомые могли себе «позволить» расти больше: ведь при большей концентрации кислорода в воздухе нужна менее мощная дыхательная система для достаточного снабжения организма кислородом.

Следовательно, если сегодня долю кислорода в воздухе увеличить до палеозойских величин, людям пришлось бы гонять по своей квартире полуметровых прусаков, а комар Стругацких оказался бы страшной реальностью.

Сатурн обрастает кольцами

В сентябре Cassini впервые за свою миссию на двенадцать часов оказался в тени Сатурна. Закрыв аппарат от яркого света, Сатурн позволил разглядеть новые детали своего окружения.

Первое из четырех новых колец открыли в орбитах спутников Януса и Эпиметея. Неделю спустя на снимках обнаружили второе кольцо: оно очень узкое и располагается над орбитой крошечного спутника Паллена диаметром в 2 километра, открытого Cassini в 2004 году.

Третье и четвертое кольцо ученые увидели в Щели Кассини – большом промежутке в главной кольцевой системе Сатурна. При этом при съемке в инфракрасном цвете видно, что одно из колец в Щели Кассини имеет необычную яркость и окраску.

Как считают астрономы, вновь открытые кольца Сатурна образовались из вещества, выбитого с небольших спутников Сатурна при метеоритной бомбардировки, столкновениях и разрушениях спутников.

Крошечное тяготение не может удержать вещество на поверхности Януса, Эпиметея и тем более Паллены, и оно уносится на орбиту.

Поэтому достаточно велика вероятность, что в районе вновь открытых колец в Щели Кассини следует ожидать открытия новых спутников Сатурна. Впрочем, их может не оказаться. Например, в районе кольцa G спутников не обнаружено, и астрономы предполагают, что оно образовалось сравнительно недавно в результате разрушения еще одного спутника Сатурна.

Новые структуры обнаружены и на самой планете. Инфракрасная и видимая съемка Сатурна показала наличие странной цепочки ярких «жемчужин» в атмосфере планеты-гиганта в северном полушарии. Что это такое, пока неясно. Судя по всему, это вихри в атмосфере планеты, но, что породило такую цепочку вихрей длиной в 65 000 километров (это более чем в полтора раза длиннее земного экватора), пока неясно. Спецалисты планируют продолжить изучение феномена в течение следующих нескольких лет.